JP2844878B2 - エーテル基を有するマレイミド樹脂の製造方法 - Google Patents

エーテル基を有するマレイミド樹脂の製造方法

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐熱性、成形加工性、可撓性に優れている
耐熱性接着剤用、耐熱性電気絶縁材料用等のエーテル基
を含有するマレイミド樹脂の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、高度な耐熱性、寸法安定性、電気特性等を要求
される耐熱性接着剤、耐熱性電気絶縁材料等の分野には
ポリアミノビスマレイミド樹脂が使用されてきた。しか
し、ポリアミノビスマレイミド樹脂は縮合型のポリイミ
ド樹脂に比べ、熱分解温度が50〜100℃低く、又、可撓
性に劣っていた。そこで、特公昭61−36859号公報に示
されているような、エーテル基を含むジアミンとテトラ
カルボン酸誘導体及び重合性の二重結合を有するジカル
ボン酸無水物を反応させたイミド環を含む重合体が提案
された。
〔発明が解決しようとする課題〕
特公昭61−36859号に示される重合体は、耐熱性、可
撓性が改善されるが、この中でジアミンとして2、2−
ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパ
ンを用いた場合、溶媒への溶解性が充分ではなく、特に
高濃度溶液を作製できないという問題点があった。例え
ば、プリプレグを作製する場合、通常、溶液の濃度は40
〜70重量%必要で、低濃度溶液を使用した場合、プリプ
レグの樹脂分が非常に少なくなり、所望の樹脂分のプリ
プレグを作製できなかった。
又、マレイミド樹脂はオリゴマでの状態でフィルム化
することは非常に困難であり、フィルム化できるマレイ
ミドオリゴマの出現が強く望まれていた。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者は、エーテル基を含有するジアミンに、エー
テル基を含有する特定のテトラカルボン酸ジ無水物、及
び無水マレイン酸を反応させてマレイミド樹脂を製造す
ることにより、前記目的を達成しうることを見いだし、
本発明に至った。
すなわち、本発明のエーテル基を含有するマレイミド
樹脂の製造方法は、 (a)一般式 (RはH,Fを表し、XはH、ハロゲン、メチル基を表
し、各々同じであっても異なっていてもよい。)で示さ
れるジアミンと、 (b)式 で示される4、4′−オキシジフタル酸ジ無水物(以下
OPDAと略す)と、 (c)無水マレイン酸 とを各々のモル比が1:0.05〜0.7:0.6〜4となる様に配
合し、反応させることを特徴とするものである。(ここ
で無水マレイン酸の量は〔ジアミンのモル数−OPDAのモ
ル数〕×2以上のモル数である。) ジアミンとOPDAと無水マレイン酸とを上記の様に配合
し、反応させるとマレイミドの前駆体のアミド酸が生成
する。このアミド酸を加熱するか、あるいは脱水剤を添
加することにより閉環させて、両末端にマレイミド基を
もつマレイミドオリゴマが合成できる。さらに加熱する
ことにより、マレイミド基の二重結合をラジカル重合あ
るいはアニオン重合させ、耐熱性、可撓性に優れた不
溶、不融のマレイミド樹脂硬化物となる。
本発明について更に具体的に説明する。
本発明で用いるジアミンとしては、2、2−ビス〔4
−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2、
2−ビス〔3、5−ジブロモ−4−(4−アミノフェノ
キシ)フェニル〕プロパン、1、1、1、3、3、3−
ヘキサフルオロ−2、2−ビス〔4−(4−アミノフェ
ノキシ)フェニル〕プロパン、2、2−ビス〔3、5−
ジメチル−4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プ
ロパン等があるが、特に、2、2−ビス〔4−(4−ア
ミノフェノキシ)フェニル〕プロパンが好ましい。
上記ジアミンとOPDAとをモル比1:0.05〜0.7の割合で
不活性溶媒に溶かし、0〜80℃の温度で1〜4時間反応
させると末端がアミンのアミド酸オリゴマが得られる。
この溶液に更に無水マレイン酸を〔ジアミンのモル数−
OPDAのモル数〕×2以上のモル数の割合で添加し、0〜
80℃の温度で1〜8時間反応させると、末端がマレアミ
ド酸のアミド酸オリゴマが得られる。
このマレアミド酸オリゴマは100〜200℃の加熱により
脱水閉環させ、マレイミドオリゴマを合成することも可
能であるし、あるいは、カルボン酸無水物などの脱水剤
により、80℃以下で0.5〜40時間脱水閉環させ、マレイ
ミドオリゴマを合成することも可能である。後者の場
合、第3級アミンをアミド酸基1モルあたり0.15〜2モ
ル及びアルカリ金属酢酸塩等の触媒はアミド酸基1モル
あたり0.01〜0.5モル用いるとイミド化が進行しやすく
なる。
本発明で反応溶媒として使用する不活性溶媒として
は、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセト
アミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロ
リドン等の極性溶媒があげられる。反応溶媒の濃度は、
固形分を最大70重量%位にすることが可能で、マレイミ
ドオリゴマの高濃度溶液を作製することができる。
上記の方法で合成された溶液状態のマレイミドオリゴ
マは、水、ヘキサン等の貧溶媒中に滴下沈澱させ、粉状
固体として単離できる。
この様にして得られた粉状のマレイミドオリゴマは、
塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン置換炭化水素
系溶媒や、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチル
アセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2
−ピロリドン等の極性溶媒に最大70重量%位の高濃度に
溶解することが可能である。
高濃度のマレイミドオリゴマ溶液を基板に塗布し、溶
媒を乾燥させて比較的厚いフィルムを作製することも可
能であるし、又、ガラス繊維や有機繊維の織布あるいは
不織布に含浸後、溶媒を乾燥させて、高樹脂分のプリプ
レグを作製することも可能である。
上記の方法で得られるマレイミドオリゴマは、ジアミ
ンとOPDAの配合モル比を変えることにより、平均分子量
を調整することができ、更に軟化温度を変えることがで
きる。OPDAの配合モル比が小さい方が平均分子量は小さ
くなり、軟化温度も低くなる。プリプレグの形で成形す
る場合、適切な分子量分布と軟化温度が必要となるの
で、本発明のマレイミドオリゴマはこの様な用途に好適
である。
又、本発明のマレイミドオリゴマは溶媒を使用せずホ
ットメルト法でプリプレグを作製することも可能であ
る。
更に、このマレイミドオリゴマは量末端に反応性のマ
レイミド基を有しているので、触媒の存在下あるいは不
存在下で加熱することにより、三次元硬化させることが
できる。触媒としては、ラジカル重合開始剤として各種
の有機過酸化物を用いることができ、又、アニオン重合
触媒として第3級アミン、イミダゾール類、アルカリ化
合物を用いることができる。三次元硬化させるために加
熱する温度は150〜400℃の範囲であり、好ましくは170
〜250℃の範囲である。
この様にして得られる本発明のマレイミド樹脂硬化物
は、その分子鎖がすべて耐熱性の高い化学結合により形
成されているので、熱分解特性が非常に良好であり、
又、分子鎖中にエーテル基を含有しているので可撓性に
優れてる。
〔実施例〕
以下、本発明について実施例をもって詳細に説明す
る。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。
実施例1 温度計、冷却管、滴下ロート、窒素導入管、撹拌棒を
備えた500mlの四口フラスコに、2、2−ビス〔4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン41.1gと
N−メチル−2−ピロリドン200mlを加え、窒素気流下
撹拌し溶解させた後、4、4′−オキシジフタル酸ジ無
水物(OPDA)15.5gを添加し、20℃で2時間反応させ
た。これに無水マレイン酸11.8gをN−メチル−2−ピ
ロリドン20mlに溶解した溶液を滴下ロートから添加し、
20〜50℃で6時間撹拌した。
次にトリエチルアミン5.9g無水酢酸40.8g,酢酸カリウ
ム0.4gを添加し、20℃で6時間撹拌し、茶色透明のマレ
イミドオリゴマ溶液を得た。この溶液を、撹拌している
3の水の中に滴下し、沈澱した固体をろ過した後、充
分水洗し、100℃で1時間乾燥した。更に、この粉末固
体を塩化メチレン100mlに溶解し、この溶液をヘキサン1
000mlに加え、再沈澱により精製し、ろ過した後、100℃
で1時間乾燥した。得られた黄色粉末の重量は52g(収
率82%)であった。
この化合物のIRスペクトルにおいて、マレイミド基の
特性吸収が1446cm-1に、エーテル基の特性吸収が1240cm
-1に、イミド基の特性吸収が1716cm-1と1776cm-1に認め
られ、エーテル基を含有するマレイミドオリゴマである
ことが確認できた。
このマレイミドオリゴマはGPCによる数平均分子量が1
800であり、軟化温度は170℃であった。
又、このマレイミドオリゴマは塩化メチレン、N,N−
ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、
N−メチル−2−ピロリドン、に各々50重量%の割合で
可溶であった。
このマレイミドオリゴマを250℃で1時間加熱した硬
化物の5%加熱減量温度は478℃であり、耐熱性に非常
に優れていた。
又、このマレイミドオリゴマの50重量%のN−メチル
−2−ピロリドン溶液をガラス板上にキャストし、150
℃30分、200℃30分の熱処理を施し、フィルム状のマレ
イミドオリゴマを作製することができた。更に、250℃3
0分、300℃30分の熱処理を施し、フィルム状の硬化物を
作製した。このフィルムは折り曲げても破壊せず、可撓
性に優れていた。
実施例2 実施例1においてOPDAの配合量を19.3gに変更し、無
水マレイン酸の配合量を16.5gに変更する以外は実施例
1と同様にして、黄色粉末のマレイミドオリゴマを得
た。
このオリゴマのIRスペクトルを測定した結果、マレイ
ミド基の特性吸収が1446cm-1に、エーテル基の特性吸収
が1240cm-1に、イミド基の特性吸収が1718cm-1と1776cm
-1に観測された。
又、このマレイミドオリゴマは塩化メチレン、N,N−
ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、
N−メチル−2−ピロリドン、に各々70重量%の割合で
可溶であった。
このマレイミドオリゴマを250℃で1時間加熱した硬
化物の5%加熱減量温度は482℃であり、耐熱性に非常
に優れていた。
又、このマレイミドオリゴマの50重量%のN−メチル
−2−ピロリドン溶液をガラス板上にキャストし、150
℃30分、200℃30分の熱処理を施し、フィルム状のマレ
イミドオリゴマを作製することができた。更に、250℃3
0分、300℃30分の熱処理を施し、フィルム状の硬化物を
作製した。このフィルムは折り曲げても破壊せず、可撓
性に優れていた。
比較例1 実施例1においてOPDAのかわりに3,3′,4,4′−ベン
ゾフェノンテトラカルボン酸ジ無水物16.1gを用いる以
外は実施例1と同様にしてマレイミドオリゴマを合成し
た。トリエチルアミン、無水酢酸、酢酸カリウムを添加
後2時間反応させると、不溶物が大量に析出した。この
不溶物は大過剰のN−メチル−2−ピロリドンにもはや
とけなかった。
〔発明の効果〕
以上説明してきた様に、本発明により製造されたマレ
イミド樹脂は、そのオリゴマ状態で溶媒への溶解性が良
好で、高濃度溶液を作製することができ、しかも、フィ
ルム化することも可能であり、加熱により溶融し、更に
三次元硬化した硬化物は耐熱性、可撓性に非常に優れた
ものであり、その工業的価値は大である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−274762(JP,A) 特開 昭63−275636(JP,A) 特開 昭62−27432(JP,A) 特開 昭61−271286(JP,A) 特開 昭61−60725(JP,A) 特開 昭58−157190(JP,A) 特開 昭58−76425(JP,A) Vysocomol.Soedin, Ser.B,25(4),pp284−287 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08G 73/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)一般式 (RはH,Fを表し、XはH,ハロゲン、メチル基を表し、
    各々同じであっても異なっていても良い。)で示される
    ジアミンと (b)式 で示される4,4′−オキシジフタル酸ジ無水物と、 (c)無水マレイン酸 とを各々のモル比が(a):(b):(c)=1:0.05〜
    0.7:0.6〜4となる様に配合し、反応させることを特徴
    とするエーテル基を有するマレイミド樹脂の製造方法。
  2. 【請求項2】ジアミンが2,2−ビス[4−(4−アミノ
    フェノキシ)フェニル]プロパンである請求項1記載の
    エーテル基を有するマレイミド樹脂の製造方法。
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JP7102682B2 (ja) * 2016-07-20 2022-07-20 昭和電工マテリアルズ株式会社 樹脂組成物、樹脂層付き支持体、プリプレグ、積層板、多層プリント配線板及びミリ波レーダー用プリント配線板

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